命令模式将操作封装为对象，实现请求与执行解耦。示例中通过Command接口、具体命令（如开灯、关灯）、接收者（灯）和调用者（遥控器）协作完成控制，支持扩展撤销、宏命令等功能，提升灵活性。
命令模式（Command Pattern）是一种行为设计模式，它将请求封装为对象，从而使你可以用不同的请求、队列或日志来参数化其他对象。在 C++ 中实现命令模式的关键是把“操作”变成一个可传递的对象，这样调用者不需要知道具体执行什么操作。
基本结构说明
命令模式通常包含以下几个角色：
- Command（命令接口）：声明执行操作的接口。
- ConcreteCommand（具体命令）：实现 Command 接口，持有对接收者的引用，并定义如何调用接收者的动作。
- Receiver（接收者）：真正执行请求功能的类。
- Invoker（调用者）：请求被委托给命令对象执行。
- Client（客户端）：创建具体命令并绑定接收者。
简单代码实现
下面是一个简单的 C++ 示例，演示如何使用命令模式实现“开灯”和“关灯”操作。
#include <iostream>
#include <memory>
// 接收者：灯
class Light {
public:
void turnOn() {
std::cout << "灯打开了。\n";
}
void turnOff() {
std::cout << "灯关闭了。\n";
}
};
// 命令接口
class Command {
public:
virtual ~Command() = default;
virtual void execute() = 0;
};
// 具体命令：开灯
class LightOnCommand : public Command {
private:
Light& light;
public:
LightOnCommand(Light& l) : light(l) {}
void execute() override {
light.turnOn();
}
};
// 具体命令：关灯
class LightOffCommand : public Command {
private:
Light& light;
public:
LightOffCommand(Light& l) : light(l) {}
void execute() override {
light.turnOff();
}
};
// 调用者：遥控器
class RemoteControl {
private:
std::unique_ptr<Command> command;
public:
void setCommand(std::unique_ptr<Command> cmd) {
command = std::move(cmd);
}
void pressButton() {
if (command) {
command->execute();
}
}
};
使用示例
在 main 函数中组合各个部分：
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
int main() {
Light livingRoomLight; // 接收者
// 创建具体命令
auto onCommand = std::make_unique<LightOnCommand>(livingRoomLight);
auto offCommand = std::make_unique<LightOffCommand>(livingRoomLight);
RemoteControl remote; // 调用者
// 执行开灯
remote.setCommand(std::move(onCommand));
remote.pressButton();
// 执行关灯
remote.setCommand(std::make_unique<LightOffCommand>(livingRoomLight));
remote.pressButton();
return 0;
}
输出结果：
灯打开了。
灯关闭了。
扩展与优化思路
命令模式的优势在于解耦和扩展性。你可以轻松添加新命令而无需修改调用者代码。
- 支持撤销操作：在 Command 接口中增加 undo() 方法。
- 支持宏命令（组合命令）：实现一个 MacroCommand 包含多个子命令。
- 命令入队：将命令对象放入队列，实现异步处理或日志记录。
- 支持回调：使用 std::function 封装更灵活的操作，替代抽象基类。
例如，使用函数对象简化命令定义：
class FunctionCommand : public Command {
std::function<void()> action;
public:
FunctionCommand(std::function<void()> act) : action(std::move(act)) {}
void execute() override {
action();
}
};
然后可以直接传入 lambda 或函数：
remote.setCommand(std::make_unique<FunctionCommand>([&]() { std::cout << "自定义操作执行！\n"; }));基本上就这些。命令模式的核心思想是“把操作当作一等公民”，让程序更具弹性。C++ 中通过多态或函数包装都能很好地实现这一模式。
